【正文】 ancing the stability and security of the desining the new airplane tyre ,the test of the sid direction of the footpath must be carried out in order to prove the adaptability of the airplane tyre under the greatest quiet load and the greatest restriction load. Since the two century china in the 1970s ,most of the apparatus are analog apparatus,which are made the control and observing testing inconvenient. Thus developed a highperformance bined radial and side load test machine has great significance. The observing and controlling platform is posed by the hydraulic pressure system and electrical task of this text is to finish studying and debugging the part of laboratory bench. This test presents the systematic design, selcecting hardware type,realizing hardware circuit and designing software of electric control systems in carriy on the systematic laboratory and systematic debugging on the spot. The focal point of the text is the design of the systematic hardware and software. The article addresses the system’s software and hardware in details. In the practical test, system’s reliability and stability has been proved .Control algorithms based on PID control through the debugging pressure control achieved good results. KEYWORDS the aircraft wheel’s radial and lateral direction, industrial controlling puter, the programmed logic controller, configuration software， PID control I 目錄 第一章 緒論 ........................................................ 1 研究背景 ....................................................... 1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ................................................. 1 國(guó)外研究現(xiàn)狀 ................................................ 1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 ............................................... 2 主要研究的問題及論文結(jié)構(gòu)概述 ................................... 3 論文章節(jié)安排 ................................................... 4 第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ................................................ 5 系統(tǒng)原理和結(jié)構(gòu)說明 ............................................. 5 系統(tǒng)控制要求 ................................................... 6 徑側(cè)向自動(dòng)化臺(tái)的總體設(shè)計(jì)方案 ................................... 7 徑側(cè)向自動(dòng)化試驗(yàn)裝置控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .......................... 11 試驗(yàn)臺(tái)本體和液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) .................................. 11 控制系統(tǒng)硬件選型 .......................................... 13 軟件總體方案設(shè)計(jì) .............................................. 15 第三章 徑側(cè)向試驗(yàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ......................... 20 電機(jī)控制主電路 ................................................ 20 I/O 模塊設(shè)計(jì) ................................................... 21 比例溢流閥設(shè)計(jì) ................................................ 22 保護(hù)電路與電磁兼容性 .......................................... 23 保護(hù)電路設(shè)計(jì) .............................................. 23 電磁兼容性 ................................................ 24 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ............................................... 25 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì) ................................................ 25 組態(tài)軟件設(shè)計(jì) .............................................. 25 上位機(jī)軟件各功能模塊設(shè)計(jì) .................................. 27 下位機(jī) PLC 控制程序 ............................................ 29 PLC 輸入輸出地址分配 ....................................... 29 液壓系統(tǒng)徑側(cè)向動(dòng)作控制程序 ................................ 31 誤差處理及軟件濾波 ........................................ 33 PID 控制程序 ............................................... 37 工控機(jī)與 PLC 的通訊軟件設(shè)計(jì) .................................... 39 第五章 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試 ................................................... 42 調(diào)試內(nèi)容與步驟 ............................................... 42 調(diào)試結(jié)果 ..................................................... 43 第六章 結(jié)束語(yǔ) ..................................................... 46 II 致謝 .............................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 這里研制的機(jī)輪徑自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)臺(tái)要求設(shè)計(jì)為能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和全自動(dòng)控制，能 實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程的全自動(dòng)化。各輪胎大公司為了提高自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)輪胎試驗(yàn)機(jī)的研發(fā)也日益投入大量的研究費(fèi)用。 2020 年， 世界的輪胎制造商荷蘭 VMI 公司展示了其新開發(fā)的通用輪胎試驗(yàn)機(jī)，該儀器可用于乘用車胎和載重車胎，可進(jìn)行負(fù)荷變形試驗(yàn)、脫圈試驗(yàn)、壓穿試驗(yàn)和接地印痕試驗(yàn)四種輪胎性能測(cè)試。 2020 年日本神戶鋼制所開發(fā)了新型的輪胎均勻性試驗(yàn)機(jī)，可以精確地測(cè)試最高速度 達(dá) 200kph 時(shí)輪胎的失衡力 [5]。七十年代后期，國(guó)內(nèi)某航空公司從英國(guó)鄧祿普公司引進(jìn)了一套航空機(jī)輪試驗(yàn)設(shè)備，總投資 500 萬(wàn)英鎊，是我國(guó) 當(dāng)時(shí) 唯一一臺(tái)通過國(guó)際認(rèn)證，中國(guó)民航總局批準(zhǔn)的航空試驗(yàn)設(shè)備，每年承接大量的機(jī)輪試驗(yàn)和檢驗(yàn)任務(wù)。 如 2020 年廣州市橡膠工業(yè)制品研究所研制的雙二位輪胎耐久高速試驗(yàn)機(jī)， 2020年天津賽象科技股份有限公司研制的輪胎高速 /耐久試驗(yàn)機(jī)， 2020 年國(guó)家輪胎質(zhì)檢中心及廣東汕頭橡塑機(jī)械所聯(lián)合研制的輪胎強(qiáng)度脫圈靜負(fù)荷試驗(yàn)機(jī)等。 2020 年山東玲瓏橡膠有限公司自主研發(fā)了 UP2092 型輪胎綜合試驗(yàn)機(jī)，可以測(cè)試輪胎的縱向、橫向、扭轉(zhuǎn)、斜角和包覆剛性 、 壓穿強(qiáng)度 、 脫圈阻力和踏 面印痕等 ,通過采用輪胎綜合試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行剛性和踏面印痕試驗(yàn) ,可以定量分析輪胎的操控性能飛機(jī)機(jī)輪徑 側(cè)向 自動(dòng)化試驗(yàn)裝置 第一章 緒論 3 和舒適性 能 ,減少輪胎室外性能試驗(yàn)次數(shù)和改進(jìn)輪胎使用性能 [7]。 現(xiàn)代控制理論在電液控制系統(tǒng)方便也得到了較好的應(yīng)用。目前大多使用模擬控制，即由運(yùn)算放大器和功率電子元件為主組成控制放大電路。此外，電位器的頻繁調(diào)節(jié)對(duì)電位器產(chǎn)生磨損，出現(xiàn)故障非專業(yè)人員難以排查。同模擬控制器相比，它集成系統(tǒng)控制功能于一體，使得閥控系統(tǒng)具有更高的經(jīng)濟(jì)性、可靠性和靈活性和使用維護(hù)的方便性，使得它具有較廣闊的應(yīng)用前景。 第三章 是 飛機(jī)機(jī)輪徑 側(cè)向自動(dòng)化試驗(yàn)裝置 的 硬件電路設(shè)計(jì)， 介紹了硬件電路如何實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制和自動(dòng)控制， 介 紹了 PLC 的輸入輸出模塊電路 ，同時(shí)在考慮基于提高系統(tǒng)安全性、可靠性 的方面 完成了硬件系統(tǒng)的電磁性 兼容性的 設(shè)計(jì)。 第五章是 是現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，介紹了實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)調(diào)試時(shí)的，不斷完善系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)性能。飛機(jī)重力產(chǎn)生的停機(jī)載荷通過軸承的滾棒傳遞給輪轂；在地面滑行時(shí)，主要也承受垂直徑向載荷，由于地面的不絕對(duì)平整，飛機(jī)的上下震動(dòng)的幅度將使垂直徑向載荷大于飛機(jī)的重力。徑 (側(cè) )向工作臺(tái)置于滾軸上，摩擦力忽略不計(jì)，徑 (側(cè) )向電機(jī)啟動(dòng)后帶動(dòng)徑 (側(cè) )向油泵工作，其油缸的伸縮圖 21 徑側(cè)向自動(dòng)化試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)圖 1徑向油泵； 2徑向電機(jī)； 3側(cè)向油泵； 4側(cè)向電機(jī)； 5徑向比例溢流閥； 6側(cè)向比例溢流閥； 7徑向油缸； 8叉子； 9被測(cè)輪； 10工作臺(tái)； 11側(cè)向油缸； 飛機(jī)機(jī)輪徑 側(cè)向壓力自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng) 第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 6 由換向閥控制。 同時(shí)試驗(yàn)臺(tái)還需完成不同型號(hào)機(jī)輪的破壞性試驗(yàn)，根據(jù)不同型號(hào)機(jī)輪所對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的極限破壞條件，試驗(yàn)臺(tái)在加壓控制上通過對(duì)徑向單獨(dú)的加載，實(shí)際所加載壓力必須超過極限破壞試驗(yàn)的設(shè)定值，同時(shí)為了保護(hù)機(jī)輪不因過大的超調(diào)而超過一定的余量使機(jī)輪損壞，比例溢流閥根據(jù)控制指令立即釋放壓力，徑向電機(jī)帶動(dòng)加壓機(jī)構(gòu)迅 速回程，以結(jié)束破壞性試驗(yàn)。 控制該液壓系統(tǒng)的按照動(dòng)作程序動(dòng)作；根據(jù)控制要求控制液壓系統(tǒng)載荷輸出大小。 IPC(Industrial Personal Computer，以下簡(jiǎn)稱工控機(jī) ) PC 總線工業(yè)控制機(jī)主要用于工業(yè)過程測(cè)量、控制和數(shù)據(jù)采集等工作。 DCS 是隨著計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)及其在工業(yè)生產(chǎn)過程控制中的應(yīng)用和發(fā)展而形成的，集計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通訊技術(shù)和圖形顯示技術(shù) (4C)于一體的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) [13]。 DCS 通過分散系統(tǒng)來(lái)分散系統(tǒng)的危險(xiǎn)。經(jīng)過十幾年的發(fā)展， PLC 己不僅能實(shí)現(xiàn)繼電器控制所具有的邏輯判斷、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制，同時(shí)還具有 了執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算，對(duì)模擬量進(jìn)行控制等功能 [14]。PLC 專為在工作環(huán)境比較惡劣的條件下應(yīng)用而設(shè)計(jì)， PLC 采取了一系列措施，在硬件設(shè)計(jì)方面，首先選用優(yōu)質(zhì)器件，再就是采用合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，加固、簡(jiǎn)化安裝，使它易于抗振動(dòng)沖擊，對(duì)印刷電路板的設(shè)計(jì)、加工及焊接都采取了極為嚴(yán)格的工藝措施，而且在電路、結(jié) 構(gòu)以及工藝上采取一些獨(dú)特的方式。 2) 編程簡(jiǎn)單易學(xué)，使用方便 用微機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，常使用匯編語(yǔ)言以及其他高級(jí)語(yǔ)言，要求使用者具有一定水平的計(jì)算機(jī)軟件和軟件知識(shí)。 飛機(jī)機(jī)輪徑 側(cè)向壓力自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng) 第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 9 3) 接線簡(jiǎn)單、易于安裝 在